发布或重启线上服务时抖动问题解决方案

http://www.cnblogs.com/LBSer/p/3703967.html

 发布或重启线上服务时抖动问题解决方案

一、问题描述

      在发布或重启某线上某服务时(jetty8作为服务器),常常发现有些机器的load会飙到非常高(高达70),并持续较长一段时间(5分钟)后回落(图1),与此同时响应时间曲线(图2)也与load曲线一致。注:load飙高的初始时刻是应用服务端口打开,流量打入时(load具体指什么可参考http://www.cnblogs.com/amsun/p/3155246.html)。

 

图1 发布时候load飙高

 

图2 发布时候响应时间飙高

 

二、问题排查方法

     发布时对资源使用情况进行监控。

1)通过top -H -p 查找cpu使用率较高的线程,发现2129和2130这两个线程cpu使用较高。

图3 查找cpu使用率较高的线程

 

2)通过jstack打印栈信息,并将线程号2129和2130转换成16进制(printf "%x\n" 2129),分别为851和852,发现这两个线程是编译线程(表1)。此外当这两个线程cpu使用率降低后load以及响应时间也马上恢复了正常,时间点非常吻合。

 

表1 cpu使用率较高的两个线程详细信息

"C2 CompilerThread1" daemon prio=10 tid=0x00007fce48125800 nid=0x852 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
Locked ownable synchronizers:
- None
"C2 CompilerThread0" daemon prio=10 tid=0x00007fce48123000 nid=0x851 waiting on condition [0x0000000000000000]
java.lang.Thread.State: RUNNABLE
Locked ownable synchronizers:
- None

三、现象解释

      C2 CompilerThread线程项目启动初期cpu使用率那么高,它在干什么呢? 

      Java程序在启动的时候所有代码的执行都处于解释执行模式,只有在运行了一段时间后,根据代码方法执行的次数,或代码里循环的执行次数等达到一定的阈值才会编译成机器码,编译成机器码后执行效率会得到大幅提升,而随着执行时间进一步拉长,JVM的各种更高级的编译优化手段就会逐渐加上,例如if条件的执行状况,逃逸分析等。这里的C2 CompilerThread线程干的就是编译优化的活。

     现在貌似可以解释之前的现象了。

     在程序刚启动的时候,java还处于解释执行模式,因此服务效率很低,响应时间缓慢,处理得慢了,load自然也就高了。而当流量持续不断导入时,我们代码的很多方法执行次数不断增多,此时C2 CompilerThread线程不断收集优化信息,并且开始将一些热点代码优化编译成本地机器码,因此该线程的cpu使用率增高。而当C2 CompilerThread线程完成初始编译优化过程后,C2 CompilerThread线程的cpu使用率开始下降,与此同时优化后服务的性能大幅提升,服务响应时间也大大缩短,load也下降。

     现在的症结在于编译优化过程持续时间较长,引起抖动如何降低编译优化的持续时间呢?

四、解决思路

1)预热

      如果在服务接受线上请求之前提前完成编译优化过程,那么将能避免此种抖动情况。一般的做法是预热,有两种方法:

      a)程序主动预热:在启动完成后,程序主动的访问热点的代码,确保主要的热点代码已被编译成机器码后再放入流量,可通过-XX:+PrintCompilation来确认。

      b)复制流量预热:通过tcpcopy软件拷贝一份线上nginx的流量进行预热,完成之后再导入线上流量。

2)启动多个线程进行编译优化

     如果能加快编译优化速度,那也能降低解释执行阶段导致的抖动时间。因此可以多拿几个线程来做编译,加快达到高峰性能的速度。

     可以使用-XX:CICompilerCount参数来设置编译线程数目,这个值默认是2(之前在栈里看到有两个编译线程),我们可以加到4。

3)采用多层编译

      编译方式有三种:1)Client模式;2)Server模式;3)Tiered模式。我们服务默认是Server模式。

      Server模式是采用c2高级编译的,会比较耗时且要运行一段时间才会触发编译。 Server模式的优点是编译后程序效率较高;

      Client模式比较轻量也比较快触发(比Server模式触发快),编译优化后程序效率不如Server模式;

      Tiered模式是Client模式和Server模式的折中,一开始会启用Client模式,可以在启动后更快的让部分代码先进入编译优化阶段,之后会启动Server模式,达到程序效率最大优化的目的。

      Oracle JDK 7里的HotSpot VM已经开始有比较好的Tiered编译(tiered compilation)支持,可以设置参数-XX:+TieredCompilation来启动Tiered模式,java 8默认就是Tiered模式。

      图4是到http://www.javaworld.com/article/2078635/enterprise-middleware/jvm-performance-optimization--part-2--compilers.html截取的不同编译方式的性能比较图,横坐标是时间,纵坐标是性能。可以看出Tired模式开始阶段性能与C1相当,当到达某一时刻后性能与C2相当。

      

图4 不同编译模式的性能比较

     

五、结果分析

       简单起见采用方案2和方案3来进行优化。

       采用方案2和3之后进行了多次发布,发布时除个别机器load达到10之外,基本没有过高现象(在2~4范围内),并且短时间(2分钟)内,load都会降到较合理水平(2左右),较发布时的load来看,比优化前要好很多。

      方案2和方案3只是降低了抖动持续的时间以及抖动强度,并不能完全避免抖动。真正能避免抖动的方案应该是方案1,通过预热的方式实现平滑发布或重启。

 

 

 

posted @ 2014-05-02 12:50 zhanlijun 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏